内蒙古成功培育全球首例单倍体干细胞,为牛羊

10月7日,内蒙古大学杨雷、李光鹏教授团队与同济大学高绍荣院士团队合作,在国际学术期刊《自然生物技术》上发表研究成果:研究团队成功培育出全球首例单倍体干细胞引种牛和羊,并建立了新的单倍体育种 实施反刍动物战略,养殖周期缩短95%,全面推进反刍动物养殖产业化。
这项研究可能会导致反刍动物发生重大变化。由于单倍体干细胞只有一组染色体,因此基因编辑更容易、更准确。结合“类精子”技术,传统工艺长达20年的繁育周期可缩短近12个月,成本大幅降低。同期发表的一篇分析文章认为这一点该技术是单倍体干细胞从探索到应用的里程碑。
为牛羊等反刍动物带来技术,是保障全球肉奶供应、提高动物联姻效率的关键。然而传统的生物育种技术流程复杂、耗时长,克隆胚胎的安全率很低,严重阻碍了新品种的选育效率。
这项研究提供了成功的解决方案。团队成功攻克了干细胞培养和发育难题,创新搭建了“雄性单倍体干细胞+‘类精子’表观遗传修饰+非整合引导编辑”三位一体的技术体系。杨带领希望凭借国家生殖调控重点实验室和省部共建草原畜牧养殖重点实验室的深厚积累,团队经过五年的不断探索,攻克了难题。牛羊的雄性和雌性单一饲养存在着重大困难,这些牛和羊可能很脆弱。倍体干细胞系;事实证明,这些干细胞具有巨大的开发潜力;通过鱼精蛋白策略的瞬时表达,将干细胞核“压缩”成类似精子的结构,在胚胎体外受精水平上提高固定胚胎的发育速度,成功获得一头健康的活牛。
为了验证这一技术系统的实际能力,团队针对牛羊诞生过程中的“黄金靶点”MSTN基因进行了研究。利用mGA全新构建的单倍体干细胞和不完美的编辑工具,研究人员一次性实现了100% MSTN基因敲除,最终成功繁育出一只编辑早产羊和两只健康编辑牛,出生率达到13.3%,证实了其应用的可行性。 (记者高平、王晓)
(编者:赵竹清、卢茜)
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